{"content":"# AI聊诺贝尔化学奖 | 第62届（1962年）\n\n**获奖者**：马克斯·佩鲁茨（Max Ferdinand Perutz，1914—2002），奥地利裔英国 · 剑桥 MRC 分子生物学实验室 · 获奖时48岁；约翰·肯德鲁（John Cowdery Kendrew，1917—1997），英国 · 剑桥 MRC 分子生物学实验室 · 获奖时45岁。两人各得当年奖金的一半；获奖动机：「关于球状蛋白质结构的研究」（for their studies of the structures of globular proteins）。\n\n1962年11月1日，瑞典皇家科学院把这一届化学奖颁给了剑桥的两位「看分子的人」。同年，医学奖授予发现DNA双螺旋的沃森、克里克与威尔金斯——那一年，人类同时看见了遗传的密码与生命的机器。一束X光，从物理实验室出发，穿过化学的晶体，落在生物学的原子上；三大学科在同一张底片上显影。此后，这门学问有了自己的名字：结构生物学。\n\n**获奖成果**：蛋白质是生命的工作机器——催化代谢的酶、运输氧气的血红蛋白、构成肌肉与毛发的角蛋白，都是蛋白质。它们由几十到几千个氨基酸连成长链，再折叠成精确的三维形状；形状决定功能，就像锁孔决定钥匙。可是直到上世纪中叶，没有人真正「看见」过任何一个蛋白质分子的模样。佩鲁茨与肯德鲁用X射线晶体学解出了两种球状蛋白质的三维结构：佩鲁茨解出血红蛋白（hemoglobin）——血液中运输氧气的「货车」；肯德鲁解出肌红蛋白（myoglobin）——肌肉细胞里储存氧气的「小仓库」。这是人类第一次把生命机器的原子坐标画成地图，也是「生命由原子如何搭成」从哲学猜想变成可测量事实的开端。\n\n**一、借一束X光，看进生命的深处**\n\n1912年，劳厄与布拉格父子证明：X射线照进晶体，会被原子「筛」成一张衍射图。晶体是什么？是同一个分子成千上万次按同一姿态排队；它们的散射线互相叠加、干涉，在底片上留下明暗斑点。看上去只是一张黑白照片，其实藏着原子间距离与角度的全部信息。1934年，贝尔纳与霍奇金证明：蛋白质晶体只要保持湿润，也能给出清晰的衍射图——蛋白质并非不可解。\n\n但还有一堵墙：衍射图记录的是X光散射的强度，而计算原子位置所需的「相位」，在记录时丢失了。这就是晶体学里著名的「相位问题」，也是拦在佩鲁茨面前约二十年的墙。佩鲁茨的钥匙是「同晶置换法」：往蛋白质晶体里小心地「掺」进重原子（如汞、金），只要晶体结构不被破坏，把掺前掺后的衍射图一对比，相位就能被反推出来。1950年代，这堵墙终于被推开；同行后来用的词是「奇迹」——因为从此，任何能结晶的蛋白质，都有了被看清的可能。\n\n**二、佩鲁茨：在维也纳与剑桥之间搭桥的人**\n\n马克斯·佩鲁茨1914年生于维也纳一个纺织世家。父母本打算让他学法律、将来接手家业；一位中学老师却点燃了他对化学的兴趣。1936年9月，他带着父亲的资助来到剑桥卡文迪许实验室，师从贝尔纳。1937年9月，他在布拉格城与豪罗维茨的一次谈话，让他下定决心：此生研究血红蛋白。1938年初，他与贝尔纳、凡库亨发表了第一批血红蛋白晶体X射线照片——那年他还不到24岁。\n\n随后是历史的狂风：纳粹吞并奥地利，家里的工厂被没收，父母沦为难民，他本人的生活费也断了。是劳伦斯·布拉格伸出援手，让他以洛克菲勒基金会研究助理的身份留了下来。二战期间他参与防务研究——其中包括那个著名的「冰航母」计划（用冰与木浆造巨舰，他为此去过加拿大）。战后他回到剑桥；1947年10月，他受命组建「医学研究理事会分子生物学研究单元」——这个机构全部的工作人员，只有他和肯德鲁两个人。从1938年到五十年代初，蛋白质化学在莫尔特诺研究所做，X射线工作在卡文迪许做；佩鲁茨每天骑自行车，在两座楼之间把生物学与物理学「焊接」起来——同事把这一景写进科学史：一个人蹬着脚踏车，后来蹬出了一整个学科。\n\n1959年，血红蛋白的三维结构终于拼成（1960年正式发表）；1962年3月，研究单元升格为 MRC 分子生物学实验室（LMB），佩鲁茨出任首任主席。此后他继续深挖血红蛋白：1970年代提出「变构机制」，解释了为什么一个亚基抓住氧气，其余三个会跟着「松手」迎接氧气——血液里那套精妙的协同反应，第一次有了化学解释。\n\n**三、肯德鲁：父亲看天，母亲看画，他去看分子**\n\n约翰·肯德鲁1917年生于牛津。父亲是牛津大学气候学教授；母亲是长居佛罗伦萨的艺术史家，以研究意大利早期绘画闻名。他在剑桥三一学院学化学，1939年毕业即逢战争：先做反应动力学，随后转入雷达研究，1940年成为空军部科学顾问沃森-瓦特的部下，整个战争都在做作战研究，获荣誉空军中校衔。受贝尔纳与鲍林影响，他的兴趣转向蛋白质结构——1946年回到剑桥，与佩鲁茨合作、受劳伦斯·布拉格指导，1949年获博士学位。\n\n他挑的题目是肌红蛋白——抹香鲸肌肉里的储氧蛋白，比血红蛋白小，适合「解剖」。1957年，他的团队做出6埃分辨率的肌红蛋白三维模型；1960年，结构几乎完整地浮出水面：153个氨基酸、八段螺旋、一个包裹着铁原子的血红素口袋——蛋白质世界里第一张完整的「肖像」。肯德鲁后来成为欧洲分子生物学实验室（EMBL）的首任总干事，把「一座实验室做不完的事，交给整个欧洲一起做」。他的爱好是音乐与意大利艺术——那个从艺术史家庭走出来的化学家，最终给分子画了像。\n\n**四、一张地图改变了什么**\n\n1962年这一年，诺贝尔奖两次为同一件事亮灯：医学奖给了DNA双螺旋，化学奖给了蛋白质结构。分子生物学的骨架——遗传信息的载体（DNA）与执行者（蛋白质）——在同一年被看清。此后六十多年，结构生物学的路标大多能从这两张地图出发：上世纪50年代，英格拉姆证明镰刀型贫血只源于血红蛋白一个氨基酸之差，佩鲁茨的结构解释了它为何在缺氧时聚成纤维、把红细胞扭成镰刀；从结构出发「照着锁配钥匙」的药物设计，长成了一个产业；X射线晶体学与后来的冷冻电镜，让数万个蛋白质结构进入公共数据库；再后来，AlphaFold 用算法直接预测结构，2024年的诺贝尔化学奖，颁给的正是蛋白质结构预测与设计——那仍是这条延长线：知道形状，就知道生命的一部分秘密。而他们所在的 LMB，此后成为科学史上诺贝尔奖最密集的实验室之一。\n\n**五、缺角处的一瞥**\n\nX射线看的不是「东西」，是影子：底片上没有原子，只有明暗斑点；科学家做的，是从影子里反推出那个看不见的东西。这像极了我们认识世界的基本处境——所见皆相，真相在相之外。佩鲁茨用二十年从影子里算出形状；算出来时他说，那是一种「近乎宗教的」感受。以无相的眼光看，物理学、化学、生物学从来没有边界：是人的分科把它切成三块，而血红蛋白自己，不知道它「属于」化学还是生物学。分子不是孤立的物，是关系：一个亚基抓到氧气，会牵动另外三个；结构，就是关系的形状。肯德鲁画下的那个口袋，也正是「此有故彼有」的形状——铁原子、氧气与蛋白质，三者缺一，就不会有呼吸这件事。维也纳、布拉格、牛津、剑桥、佛罗伦萨：一个犹太纺织世家的儿子，与一个艺术史家的儿子，在战争与流亡的年代里汇进同一间实验室。文明之间也像亚基一样协同——一个动，全体动。缺角之见：我们看见的每一张完整地图，都是无数只手在暗中传递画成的；功劳簿上写着两个名字，底片上其实有几百个人的影子。\n\n**现实应用**\n\n例子一：你今天吃的药，很多是「照图设计」的。佩鲁茨与肯德鲁开启的「知道结构→设计药物」范式，如今是制药业的主干道。抗艾滋病药（如蛋白酶抑制剂）、抗流感药奥司他韦，都是照着病毒蛋白的晶体结构「配钥匙」配出来的；近年最日常的例子是抗新冠口服药——奈玛特韦（Paxlovid 的有效成分），正是针对新冠病毒「主蛋白酶」的三维结构设计出来的分子：2020年初，科学家先照出这个酶的结构，再用计算机在亿万候选分子里「配钥匙」，不到两年后就变成了药片。普通人手里的每一次服药，背后都有X射线底片上那些明暗斑点。\n\n例子二：指夹血氧仪与治得好的镰刀病。理解血红蛋白，还有两样格外日常的东西：一是血氧仪——指夹式血氧仪与智能手表测血氧，原理正是含氧与脱氧血红蛋白对红光、红外线的吸收不同；根子上，就是「血红蛋白会随结合氧气而改变形状与颜色」这件事。二是镰刀型细胞贫血——从上世纪50年代发现「只差一个氨基酸」，到佩鲁茨的结构给出解释，再到2023年基于 CRISPR 的基因编辑疗法获批，人类走完了「看见结构—理解病因—改写基因」的完整链条：一个分子层面缺掉的角，被补回来了。\n\n**出处**\n\n- 诺贝尔奖官网（NobelPrize.org）1962年化学奖页面：总览页、获奖者事实页（Facts）、传记页（Biographical）、颁奖典礼致辞（G. Hägg）、诺贝尔演讲（Perutz《X-ray Analysis of Haemoglobin》、Kendrew《Myoglobin and the Structure of Proteins》）（nobelprize.org/prizes/chemistry/1962/）。\n- 诺贝尔官方API（api.nobelprize.org/2.1/nobelPrize/che/1962；laureate/226、227）：公布日期1962-11-01；奖金257,220瑞典克朗（现代值约3,587,462瑞典克朗）；获奖时单位 MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge；生卒日期。\n- MRC 分子生物学实验室（LMB）官网诺奖页面：1962 John Kendrew & Max Perutz。\n- 佩鲁茨传记与讣告（Nature 2002、IUCr 期刊 2002）：冰航母（Habakkuk 计划）与战时研究、1970年血红蛋白变构机制。\n- Project Habakkuk / pykrete 史料（Ingenium Canada《The Ice Ship Cometh》等）。\n- 说明：年龄以1962年11月1日公布日计（佩鲁茨48岁、肯德鲁45岁）。","contentType":"text/markdown","attachments":[],"quotePin":""}